close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15167

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 23K 9/04
(2006.01)
КОМПОЗИЦИОННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ
НАПЛАВКИ ИЗНОСО-КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ
(21) Номер заявки: a 20100419
(22) 2010.03.18
(43) 2011.10.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аграрный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Кураш Вячеслав Владимирович; Лисай Николай Константинович; Кудина Анна Вячеславовна
(BY)
BY 15167 C1 2011.12.30
BY (11) 15167
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный
аграрный технический университет"
(BY)
(56) RU 2342467 C1, 2008.
RU 2188109 C2, 2002.
JP 11138262 A, 1999.
RU 2136469 C1, 1999.
RU 2238831 C1, 2004.
WO 94/13426 A1.
JP 2000096187 A, 2000.
(57)
Композиционный состав для электродуговой наплавки износо-коррозионно-стойкого
покрытия, включающий электродную низкоуглеродистую легированную марганцем и
кремнием проволоку и присадочную смесь, содержащую хром, кремний, бор, медь, углерод, алюминий, кальций и никель при следующем соотношении компонентов, мас. %:
хром
15,0-18,0
кремний
3,0-5,0
бор
4,0-5,0
медь
3,0-5,0
углерод
0,6-1,0
алюминий
0,2-0,4
кальций
0,1-0,2
никель
остальное,
при этом соотношение проволоки и присадочной смеси составляет 60 : 40.
Изобретение относится к области металлургии - получение электродуговой наплавкой
износо-коррозионно-стойких металлопокрытий на деталях машин, изготовленных из конструкционных сталей, и может применяться в машиностроении и ремонтном производстве для упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей, работающих в
условиях абразивного и коррозионно-механического изнашивания.
Известен состав наплавочного материала для поверхностей, наплавляемых электродной
сварочной проволокой Св-08Г2С ГОСТ 2248-70, который не обладает высокой твердостью и износостойкостью. Поэтому такие металлопокрытия легко поддаются коррозионному разрушению и изнашиванию [1].
Известны составы материалов металлопокрытий, получаемые легированием - введением в сварочную ванну твердосплавной порошковой присадки из сплавов для наплавки
[2]. Составы позволяют получать высокую твердость и износостойкость покрытия для ра-
BY 15167 C1 2011.12.30
боты в условиях интенсивного изнашивания, но не обеспечивают высокую износостойкость при работе в биокоррозионных средах, содержащих биологический фактор.
Известен композиционный состав порошкообразного материала для плазменного
наплавления покрытий [3], включающий смесь порошков на основе железа и никеля в
процентном соотношении 70-75 % и 30-35 %. Покрытия такого состава обладают высокой
износостойкостью при ударно-абразивном воздействии на рабочие поверхности деталей,
но слабо противостоят изнашиванию при совместном воздействии абразивного и биологического факторов. Недостатком состава является отсутствие в нем химических элементов
(меди и алюминия), тормозящих процессы биокоррозионного разупрочнения наплавленной поверхности и адсорбции металлом водорода. Эти разупрочняющие поверхность металла процессы разрыхляют поверхностный слой, что при трении приводит к ускорению и
интенсифиции процессов абразивного и коррозионно-механического изнашивания.
Задача, решаемая изобретением, - получение износо-коррозионно-стойких металлопокрытий электродуговой наплавкой на деталях машин, подверженных интенсивному абразивному и коррозионно-механическому износу.
Решение поставленной задачи достигается тем, что металлопокрытие формируется на
основе низкоуглеродистой легированной марганцем и кремнием сварочной проволоки
Св-08Г2С ГОСТ 2246-70, в расплав которой включают металлопорошковую присадочную
смесь на основе никеля и легирующих химических элементов в следующем компонентном
соотношении, мас. %:
хром
15,0-18,0
кремний
3,0-5,0
бор
4,0-5,0
медь
3,0-5,0
углерод
0,6-1,0
алюминий
0,2-0,4
кальций
0,1-0,2
никель
остальное,
при этом соотношение электродной проволоки и металлопорошковой присадочной смеси
составляет соответственно 60 : 40.
Использование предлагаемого состава для электродуговой наплавки обеспечивает решение поставленной изобретением задачи за счет следующих эффектов [4]:
1. Легирование расплава ванны металла предлагаемым составом упрочняющей присадочной смеси приводит к значительному увеличению количества упрочняющих фаз.
Формируется сложное гетерофазное строение покрытия (бориды типа CrB, Cr2B, NiB,
Ni3B2, карбобориды B8C, Fe23(CB)6, силициды типа CrSi2, Mn27Si47, Mn5Si2 и др.). Наличие
в покрытии боридов, карбоборидов и силицидов обеспечивает получение высокой твердости наплавленного слоя.
2. Включение в состав металлопокрытия медной компоненты позволяет формировать
покрытие с низкой коррозионной проницаемостью, а повышенная износостойкость покрытия обеспечивается карбидно-боридными фазами, распределенными в мягкой железомедно-никелевой матрице. Кроме того, медная компонента образует на поверхности окислы меди, обладающие биоцидными свойствами, что подавляет активность биологического
фактора, а следовательно, препятствует интенсификации коррозионных процессов.
3. Введение в состав упрочняющей смеси алюминия позволяет повысить стойкость
покрытия к наводороживанию. Кальций связывает азот, кислород и серу в стойкие тугоплавкие соединения, рафинирует и модифицирует наплавленный металл, в результате чего увеличивается стойкость против образования кристаллизационных трещин.
Изменения процентного соотношения компонентов в износо-коррозионно-стойком
материале приводят к нарушению фазового состава и структуры покрытия, что ухудшает
физико-механические и эксплуатационные свойства материала.
2
BY 15167 C1 2011.12.30
Коррозионномеханическое
Абразивное
Вид изнашивания
Пример
На стальные заготовки размером 70x25x12 мм электродуговой наплавкой плавящимся
электродом из проволоки Св-08Г2С наносились металлопокрытия с введением в расплав
металла порошковой присадочной смеси заявляемого состава. Из заготовок с наплавленным покрытием вырезались образцы размером 12x12x4 мм для проведения испытаний на
изнашивание, причем толщина 4 мм соответствовала толщине наплавленного слоя. Из полученных образцов формировали 5 групп. Образцы каждой группы готовились таким образом, чтобы поверхность каждого образца представляла собой зону, удаленную от поверхности наплавки вглубь наплавленных валиков соответственно на 0,0; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 мм.
Для наплавки композиционного состава износо-коррозионно-стойкого покрытия применялись:
сварочная электродная проволока Св-08Г2С ГОСТ 2246-70,
присадочная смесь в следующем компонентном соотношении, мас. %:
хром
15,0-18,0
кремний
3,0-4,0
бор
4,0-5,0
медь
3,0-5,0
углерод
0,6-1,0
алюминий
0,2-0,4
кальций
0,1-0,2
никель
остальное.
Упрочняющая присадочная смесь готовилась путем перемешивания компонентов
фракционного состава 0,3-0,6 мм.
Оценку износостойкости наплавленных поверхностей проводили по результатам изнашивания на машине трения в абразивных и коррозионных средах с факторами биоразрушений. Величина износа определялась на профилографе-профилометре модели 252 по
глубине вытертой канавки. Результаты испытаний предлагаемого состава для электродуговой наплавки износо-коррозионно-стойкого покрытия приведены в таблице.
Результаты испытаний на изнашивание наплавленных покрытий
при контактном давлении Р = 15МПа, длине пути трения S = 1км
ИнтенУсредИзнос, мкм
сивненная
ность
Способ наплавки
Присадочный
велиизнаГруппы деталей
поверхностей
материал
чина
шиваизноса,
ния,
№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5 мкм
мкм/км
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Электродуговая
наплавка электродной
нет
9830 10100 9720 10450 10800 10180 10180
проволокой Св-08Г2С
Электродуговая наплавка электродной провоПГ-CP4 + Cu.. 5700 5650 5750 5600 5700 5680
5680
локой Св-08Г2С с
порошковой присадкой
Электродуговая
наплавка электродной
нет
1100 1050 1180 1100 1220 1086
1086
проволокой Св-08Г2С
Электродуговая наплавка электродной провоПГ-CP4 + Cu.. 570 560 580 550 560
564
564
локой Св-08Г2С с
порошковой присадкой
3
BY 15167 C1 2011.12.30
Источники информации:
1. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под ред.
Б.Е.Патона. - M.: Машиностроение, 1974. - 768 с.
2. Дорожкин Н.Н. Дуговая газопорошковая наплавка / Н.Н.Дорожкин, Н.Н.Петюшев. Минск: Беларусь, 1989. - 94 с.
3. Композиционный состав порошкообразного материала для плазменного наплавления покрытий: патент RU 2 342 467 C1 / С.В. Карцев, А.Н.Петров, Д.А.Гаврилов,
М.Н.Ерофеев, B.C.Ивановский; заявитель - Федеральное государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования Военно-технический университет
при федеральном агенстве специального строительства № 2007108249/02, подана 06.03.2007
// Бюл.№ 36. - 27.12.2008.
4. Кудина А.В. Технология формирования износо-коррозионно-стойких композиционных металлопокрытий электродуговой наплавкой с применением ультразвука: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н.: 05.03.01/Кудина А.В. - Минск: БНТУ,
2009. - 23 с.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
90 Кб
Теги
by15167, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа